论文部分内容阅读
二维(2-D)材料和陶瓷具有优势互补的优良特性,陶瓷轻质化且耐高温,二维材料中则大多数都具有高强度的机械性能以及优良的电学性能。与不同种类的陶瓷复合使得材料呈现出不同特性,其中碳纤维作为填料的复合材料是良好的电磁屏蔽材料。但是简单的掺杂使得二维材料的有效屏蔽效能占比小,且用量大;而且,大量掺杂二维材料使得复合材料制备困难。本文将设计并制备多层平行排布的Cf/Al2O3陶瓷复合材料,对其成分结构及屏蔽性能等方面进行研究。文章中首先简要叙述了电磁屏蔽原理及各类材料的电磁屏蔽特性。第二章则介绍了实验流程及实验方法。第三章给出了时域有限差分方法(FDTD)基本原理,计算平行排布的不同层数的碳纤维与氧化铝陶瓷复合材料的电磁屏蔽性能,得出规律。最后介绍了1300℃下氧化铝的真空热压烧结并将方法运用到多层平行排布的Cf/Al2O3的制备中,进一步的分析复合材料电磁屏蔽特性。结果表明,平行排列的非织造碳纤维层大大增强了材料对EMI的吸收,显著提高了Al2O3复合材料的总EMI屏蔽效能(SET),七个平行排列的薄的无纺碳纤维层最终使得透波材料Al2O3成为一种优秀的EMI屏蔽材料,在X波段频率范围内EMI SE高达29～32 dB。计算得出在具有7个碳纤维层的Al2O3复合材料中,碳纤维的体积分数仅为0.5%。因此平行排布的大型非织造碳纤维层的EMI SE增强效率远高于其他高导电率纳米填料。它验证了多重反射在陶瓷复合材料中实现高EMI屏蔽性能的重要性,并为设计高效EMI屏蔽陶瓷复合材料提供了指导性方法。